Betahiukkaset

Betahiukkaset, eli beta-aktiiviset hiukkaset, ovat beeta-hajoamisen yhteydessä syntyviä korkeaenergisiä liikuteltavia hiukkasia. Ne voivat olla β−-partikkeleita (elektroneja) tai β+-partikkeleita (positroneja). Elektronit ja positronit ovat kevyitä, ja niillä on sähkövaraus, mikä vaikuttaa niiden vuorovaikutukseen aineen kanssa.

Beeta-hajoamisessa ydin muuttuu osiensa mukaan: β−-hajoamisessa neutroni muuttuu protonu, elektronin ja antineutriinon muodossa, jolloin elektronin hiukkanen lähetetään ulosytin hiukkaseksi. β+-hajoamisessa protoni muuttuu neutroniksi ja emittoidaan positroni sekä neutrino. Hajoamismarjoissa beeta-hiukkasten energia on jatkuva, ja ne voivat saada maksimaalisen loppunopeuden, joka riippuu tilan energiasta.

Beetahiukkaset ovat massaltaan hyvin pieniä ja niillä on sähkövaraus, mikä tekee niistä ionisoivia hiukkasia. Ne vuorovat aineen kanssa pääasiassa ionisoinnin ja häviämisen kautta; suurin osa energiastaan kuluu siten, että ne kulkevat aineen hiukkasista läpi. Tunnistettaessa beetahiukkasia käytetään usein Geiger–Mager- tai scintillaatiohavaintoja; beetaminen vaatii usein ohuen ikkunan tai muovikalvon säätämistä.

Beetahiukkasilla on rajallinen leviäminen aineessa. Energiasta ja suuresta liikkeestä johtuen niiden läpäisevyys on suurempi kuin alfa-hiukkasilla, mutta rajoittunut: tyypilliset nopeudet ja energia tuottavat kehon kudoksissa kuljetusmatkaksi millimetreistä muutamaan senttimetriin riippuen energiasta. Shieldingia tarvitaan, usein muovista tai alumiinista valmistettuja ohuita suojia.

Sovellukset sisältävät lääketieteelliset β-emittentit radiokemiallisessa diagnoosissa ja hoidossa, kuten joidenkin syöpää hoitavien radioisotooppien sekä luontaisen radioaktiivisen leviämisen tutkimusta. Turvallisuusnäkökulmasta beetahiukkasista aiheutuva ionisointi on huomattava, mutta ulkoisesti ne ovat usein suojattavissa tehokkaammin kuin gamma- tai neutronisäteily.

---